(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性基板（１）上に順次積層された透明導電層（２）、レーザ光吸収層（３）、光反射性の金属層を含む裏面電極層（４）、半導体光電変換層（５）、および受光面透明電極層（６）を含み、これらの層の各々は複数の短冊状光電変換セル領域に分割されており、かつそれら複数の光電変換セルが電気的に直列接続されており、前記受光面透明電極層側から光が入射されるタイプの集積型薄膜光電変換装置であって、
前記透明導電層（２）は透明導電層（２）を貫通する複数の第５種分割線溝（Ｄ４）によって複数の短冊状透明導電領域に分割されており、
前記レーザ光吸収層（３）はレーザ光吸収層（３）を貫通しかつ第５種分割線溝（Ｄ４）に平行な複数の第１種分割線溝（Ｄ０）によって複数の短冊状レーザ光吸収領域に分割されており、
前記裏面電極層（４）は、前記レーザ光吸収層（３）、および前記裏面電極層（４）を貫通しかつ前記第１種分割線溝（Ｄ０）に平行な複数の第６種分割線溝（Ｄ５）によって複数の短冊状裏面電極領域に分割されており、
前記半導体光電変換層（５）は、前記レーザ光吸収層（３）、前記裏面電極層（４）、および前記半導体光電変換層（５）を貫通しかつ前記第１種分割線溝（Ｄ０）に平行な複数の第３種分割線溝（Ｄ２）によって複数の短冊状光電変換領域に分割されており、
前記受光面透明電極層（６）は、前記レーザ光吸収層（３）、前記裏面電極層（４）、前記半導体光電変換層（５）、および前記受光面透明電極層（６）を貫通しかつ前記第１種分割線溝（Ｄ０）に平行な複数の第４種分割線溝（Ｄ３）によって複数の短冊状受光面透明電極領域に分割されており、
互いに隣接する前記光電変換セル間において、一方のセルの前記裏面電極領域は前記第１種分割線溝（Ｄ０）、前記透明導電層（２）、および前記第３種分割線溝（Ｄ２）を介して他方のセルの前記受光面透明電極領域に電気的に接続されており、これによってそれらの光電変換セルが電気的に直列接続されていることを特徴とする集積型薄膜光電変換装置。
【請求項２】
前記レーザ光吸収層（３）は半導体のｐｎ接合またはｐｉｎ接合を含み、該レーザ光吸収層のｐｎ接合またはｐｉｎ接合と、前記半導体光電変換層（５）のｐｉｎ接合は、裏面電極層（４）を挟んで逆導電型層同士が対向するように形成されており、
前記各分割線溝が第６種分割線溝（Ｄ５）、第３種分割線溝（Ｄ２）、第４種分割線溝（Ｄ３）、第１種分割線溝（Ｄ０）、第５種分割線溝（Ｄ４）の順に平行に並んでいることで、
各光電変換セル領域内に透明導電層（２）、レーザ光吸収層（３）、裏面電極層（４）が接続されたダイオード領域が形成され、該ダイオード領域と、同一光電変換セル内の光電変換領域とが、電気的に並列かつ逆方向の整流特性をもつよう接続されていることを特徴とする請求項１に記載の集積型薄膜光電変換装置。
【請求項３】
前記裏面電極層（４）は、前記レーザ光吸収層（３）に近い側から、第一の透明導電層、前記光反射性の金属層、および第二の透明導電層を順に含む、請求項１または２に記載の集積型薄膜光電変換装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の集積型薄膜光電変換装置を製造するための方法であって、
前記分割線溝のすべてが前記透光性基板側からレーザビームを照射することによって形成されることを特徴とする、集積型薄膜光電変換装置の製造方法。
【請求項５】
前記透光性基板（１）が、前記透明導電層（２）よりも鉛直上方に位置した状態で、すべての分割線溝が形成されることを特徴とする、請求項４に記載の集積型薄膜光電変換装置の製造方法。
【請求項６】
前記第５種分割線溝（Ｄ４）が、前記第６種分割線溝（Ｄ５）を形成するレーザビームとは、波長およびパワー密度の少なくともいずれか一方が異なるレーザビームにより形成されることを特徴とする、請求項４または５に記載の集積型薄膜光電変換装置の製造方法。
【請求項７】
前記第１種分割線溝、第３種分割線溝、第４種分割線溝および第６種分割線溝が、透明導電層（２）を透過するレーザビームを用いて形成されることを特徴とする、請求項４〜６のいずれか１項に記載の集積型薄膜光電変換装置の製造方法。
【請求項８】
前記レーザ光吸収層（３）がシリコン系半導体を含み、かつ、前記透明導電層（２）を透過するレーザビームがＹＡＧレーザの第２高調波のビームであることを特徴とする、請求項７に記載の集積型薄膜光電変換装置の製造方法。
【請求項９】
前記第５種分割線溝（Ｄ４）が、透明導電層（２）に吸収されるレーザビームを用いて形成されることを特徴とする、請求項４〜８のいずれか１項に記載の集積型薄膜光電変換装置の製造方法。
【請求項１０】
前記透明導電層（２）は透明導電性酸化物を含み、前記第５種分割線溝（Ｄ４）はＹＡＧレーザの基本波のビームを用いて形成されることを特徴とする請求項９に記載の集積型薄膜光電変換装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上の薄膜光電変換層が複数のセルに分割されかつそれらのセルが電気的に直列接続された集積型薄膜光電変換装置とその製造方法の改善に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、薄膜光電変換装置の典型例である薄膜太陽電池も多様化し、従来の非晶質薄膜太陽電池の他に結晶質薄膜太陽電池も開発され、これらを積層したハイブリッド型（積層型の一種）薄膜太陽電池も実用化されている。
【０００３】
薄膜太陽電池は、一般に少なくとも表面が絶縁性の基板上に順に積層された透明導電膜、１以上の半導体薄膜光電変換ユニット、および裏面電極とを含んでいる。そして、１つの光電変換ユニットは、ｐ型層とｎ型層でサンドイッチされたｉ型層を含んでいる。
【０００４】
光電変換ユニットの厚さの大部分は実質的に真性の半導体層であるｉ型層によって占められ、光電変換作用は主としてこのｉ型層内で生じる。したがって、光電変換層であるｉ型層の膜厚は光吸収のためには厚いほうが好ましいが、必要以上に厚くすればその堆積のためのコストと時間が増大することになる。
【０００５】
他方、ｐ型やｎ型の導電型層は光電変換ユニット内に拡散電位を生じさせる役目を果たし、この拡散電位の大きさによって薄膜太陽電池の重要な特性の１つである開放端電圧の値が左右される。しかし、これらの導電型層は光電変換には寄与しない不活性な層であり、導電型層にドープされた不純物によって吸収される光は発電に寄与せず損失となる。したがって、ｐ型とｎ型の導電型層の膜厚は、十分な拡散電位を生じさせる範囲内で可能な限り薄くすることが好ましい。
【０００６】
上述のような光電変換ユニットは、それに含まれるｐ型とｎ型の導電型層が非晶質か結晶質かに関わらず、ｉ型の光電変換層が非晶質なものは非晶質光電変換ユニットと称され、ｉ型層が結晶質のものは結晶質光電変換ユニットと称される。非晶質光電変換ユニットを含む薄膜太陽電池の一例として、ｉ型光電変換層に非晶質シリコンを用いた非晶質薄膜シリコン太陽電池が挙げられる。また、結晶質光電変換ユニットを含む薄膜太陽電池の一例として、ｉ型光電変換層に微結晶シリコンや多結晶シリコンを用いた結晶質薄膜シリコン太陽電池が挙げられる。
【０００７】
一般に、光電変換層に用いられている半導体においては、光の波長が長くなるに従って光吸収係数が小さくなる。特に、光電変換材料が薄膜である場合には、吸収係数の小さな波長領域において十分な光吸収が生じないために、光電変換量が光電変換層の膜厚によって制限されることになる。そこで、光電変換装置内に入射した光が外部に逃げにくい光散乱構造を形成することによって、実質的な光路長を長くして十分な吸収を生じさせ、これによって大きな光電流を発生させる工夫がなされている。例えば、光散乱透過を生じさせるために、表面凹凸形状を含むテクスチャ透明導電膜が用いられている。
【０００８】
ところで、大面積の薄膜光電変換装置は、通常では集積型薄膜光電変換モジュールとして形成される。すなわち、集積型薄膜光電変換モジュールは、支持基板上で小面積に区切られた複数の光電変換セルを電気的に直列接続した構造を有している。それぞれの光電変換セルは、一般的には、第１の電極層、１以上の半導体薄膜光電変換ユニット、および第２の電極層の形成とレーザビームによるパターニングとを順次行うことによって形成されている。
【０００９】
すなわち、集積型薄膜光電変換装置においては、レーザビームによる加工技術がその光電変換装置の生産性や光電変換性能に重要な影響を及ぼす。一般に、このレーザビーム加工技術において、レーザ光を吸収しやすい半導体光電変換層を複数の領域に分割加工することは容易である。他方、レーザ光を反射する金属層やレーザ光を透過しやすい透明導電層においては、それらを単独で分割加工することは容易ではない。
【００１０】
図６は、特許文献１に開示された集積型薄膜光電変換装置の作製方法を模式的な断面図で図解している。なお、本願の図面において、同一の参照符号は同一部分または相当部分を示している。また、本願の図面においては、長さ、幅、厚さなどの寸法関係は図面の明瞭化と簡略化のために適宜に変更されており、実際の寸法関係を表してはいない。特に厚さ関係が、適宜に変更されて描かれている。
【００１１】
図６（ａ）において、まず透明ガラス基板１上に透明な酸化錫層２、レーザ光吸収層３、裏面電極層４が順次積層される。透明酸化錫層２は、熱ＣＶＤ法によって堆積され得る。そのような透明酸化錫層２は微細な凹凸を含む表面テクスチャ構造を有し、その表面テクスチャ構造を裏面電極層４の表面に伝えてその表面での光乱反射によって半導体光電変換層内での光吸収効率を高めるために設けられる。レーザ光吸収層３としては、非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）層がプラズマＣＶＤ法によって堆積される。裏面電極層４としては、マグネトロンスパッタリング装置を用いてＡｇ層が堆積される。
【００１２】
図６（ｂ）において、スパッタリング反応室から取出された基板はＸ−Ｙテーブル上にセットされ、透明ガラス基板１側から入射されるレーザビームＬＢ１を用いて複数の分割線溝Ｄ１を形成することによって、透明酸化錫層２、レーザ光吸収層３、および金属の裏面電極層４の積層が複数の領域に分割される。レーザビームＬＢ１は透明ガラス基板１および透明酸化錫層２を通してレーザ光吸収層３によって効率的に吸収されて発熱を生じるので、透明酸化錫層２および裏面電極層４を比較的容易に同時に分割加工することができる。このように形成された複数の分割線溝Ｄ１は互いに平行であって、図面の紙面に直交する方向に延びている。
【００１３】
図６（ｃ）において、分割された裏面電極層４および分割線溝Ｄ１を覆うように、半導体光電変換層５がプラズマＣＶＤ装置を用いて堆積される。
【００１４】
図６（ｄ）において、プラズマＣＶＤ反応室から取出された基板はＸ−Ｙテーブル上にセットされ、半導体光電変換層５側から入射されるＹＡＧレーザビームＬＢ２を用いて複数の分割線溝Ｄ２を形成することによって、その半導体光電変換層５が複数の光電変換領域に分割される。これらの分割線溝Ｄ２の各々は、分割線溝Ｄ１に近接しかつそれに平行である。
【００１５】
図６（ｅ）において、分割された半導体光電変換層５と分割線溝Ｄ２を覆うように、受光面透明電極層６が堆積される。この受光面透明電極層６は、電子ビーム蒸着装置内でＩＴＯ（インジウム錫酸化物）層を堆積することによって形成され得る。
【００１６】
最後に、図６（ｆ）において、電子ビーム蒸着装置から取出された基板はＸ−Ｙテーブル上にセットされ、受光面透明電極層６側から入射されるＹＡＧレーザビームＬＢ３を用いて複数の分割線溝Ｄ３を形成することによって、その受光面透明電極層６が複数の領域に分割される。この場合、受光面電極層６は透明であるが、下層にレーザ光を吸収しやすい半導体光電変換層５が存在しているので、その半導体光電変換層５からの発熱をも利用して、その受光面透明電極層６を比較的容易に分割加工することができる。こうして、集積型薄膜光電変換装置が完成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特開平１０−７９５２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
上述の特許文献１によれば、図６（ｂ）におけるように、レーザビームＬＢ１は透明ガラス基板１および透明酸化錫層２を通してレーザ光吸収層３によって効率的に吸収されて発熱を生じるので、透明酸化錫層２と金属の裏面電極層４を比較的容易に同時に分割して分割線溝Ｄ１を形成することができる。
【００１９】
また、図６（ｄ）におけるように、レーザビームＬＢ２は半導体光電変換層５側から入射されるので、半導体光電変換層５を比較的容易に分割して分割線溝Ｄ２を形成することができる。しかし、分割線溝Ｄ２内において、半導体光電変換層５からの発熱や裏面電極層４に到達したレーザビームＬＢ２によって、裏面電極層４がダメージを受けることがあり得る。その場合、完成後の薄膜光電変換装置において、シャント抵抗の低下やシリーズ抵抗の増大を生じて光電変換性能の低下を来たすこともある。
【００２０】
さらに、図６（ｆ）におけるように、レーザビームＬＢ３は受光面透明電極層６を通して半導体光電変換層５に照射されるので、その半導体光電変換層５からの発熱をも利用して、受光面透明電極層６を比較的容易に分割して分割線溝Ｄ３を形成することができる。しかし、分割線溝Ｄ３の深さを半導体光電変換層５の途中でとどめることは困難である。したがって、分割線溝Ｄ２の場合に類似して、分割線溝Ｄ３内においても、半導体光電変換層５からの発熱や裏面電極層４に到達したレーザビームＬＢ３によって、裏面電極層４がダメージを受けることがあり得る。そして、完成後の薄膜光電変換装置において、シャント抵抗の低下やシリーズ抵抗の増大を生じて光電変換性能の低下を来たすこともある。
【００２１】
上述のような特許文献１における問題を回避するためには、レーザパワーの安定性や高い照射位置精度などが求められ、高精度のレーザ発振機や複雑な光学系が必要となる。他方、このようなレーザ加工における困難性に鑑みて、レーザパターニングの代わりに化学エッチングやリフトオフ法などが用いられる場合もある。しかし、その場合には、工程の複雑化や分割線溝の精度の低下が懸念される。そして、これらのいずれの場合においても、集積型薄膜光電変換装置の製造コストの上昇をも招くことになる。
【００２２】
上述のような先行技術における状況に鑑み、本発明は、全ての分割線溝をレーザ加工によって高い生産性で行うことが可能で、かつ光電変換特性、および信頼性に優れた積層型薄膜光電変換装置を低コストで提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明による集積型薄膜光電変換装置は、透光性基板１上に順次積層された透明導電層２、レーザ光吸収層３、裏面電極層４、半導体光電変換層５、および受光面透明電極層６を含み、これらの層の各々は平行に設けられた複数の各分割線溝によって複数の短冊状光電変換セル領域に分割されており、かつそれら複数の光電変換セルが電気的に直列接続されている集積型薄膜光電変換装置である。裏面電極層４は、光反射性の金属層を含むことが好ましい。
【００２４】
本発明の光電変換装置において、レーザ光吸収層３はレーザ光吸収層３を貫通する複数の第１種分割線溝Ｄ０によって複数の短冊状領域に分割されている。半導体光電変換層５はレーザ光吸収層３、裏面電極層４、および半導体光電変換層５を貫通する複数の第３種分割線溝Ｄ２によって複数の短冊状光電変換領域に分割されている。受光面透明電極層６はレーザ光吸収層３、裏面電極層４、半導体光電変換層５、および受光面透明電極層６を貫通する複数の第４種分割線溝Ｄ３によって複数の短冊状受光面透明電極領域に分割されている。そして、互いに隣接する光電変換セル間において、一方のセルの裏面電極領域は第１種分割線溝Ｄ０、透明導電層２、および第３種分割線溝Ｄ２を介して他方のセルの受光面透明電極領域に電気的に接続されており、これによってそれらの光電変換セルが電気的に直列接続されている。
【００２５】
本発明の実施形態２においては、図３に示すように、裏面電極層４は、レーザ光吸収層３、および裏面電極層４を貫通する複数の第６種分割線溝Ｄ５によって複数の短冊状裏面電極領域に分割されている。そして、透明導電層２は透明導電層２を貫通する複数の第５種分割線溝Ｄ４によって複数の短冊状受光面透明導電領域に分割されている。すなわち、本発明の実施形態２は、透明導電層２を貫通する第５種分割線溝Ｄ４と、透明導電層２を貫通せずにレーザ光吸収層３、および裏面電極層４を貫通する第６種分割線溝Ｄ５を有している。
【００２６】
本発明の実施形態２においては、複数の光電変換セルが電気的に直列接続される観点から、前記の各分割溝は、第６種分割線溝Ｄ５、第５種分割線溝Ｄ４、第３種分割線溝Ｄ２、第４種分割線溝Ｄ３、第１種分割線溝Ｄ０の順、若しくは、図３に示すように、第６種分割線溝Ｄ５、第３種分割線溝Ｄ２、第４種分割線溝Ｄ３、第１種分割線溝Ｄ０、第５種分割線溝Ｄ４の順に並んでいるものが挙げられる。また、図７〜１１に示すように、第５種分割線溝Ｄ４と、第６種分割線溝Ｄ５とが接続しており、これに第３種分割線溝Ｄ２、第４種分割線溝Ｄ３、第３種分割線溝Ｄ２、第４種分割線溝Ｄ３、第１種分割線溝Ｄ０の順に並んでいるものも、本発明の実施形態２に含まれる。
【００２７】
本発明の実施形態２Ｂにおいては、図３に示すように、各分割線溝は、第６種分割線溝Ｄ５、第３種分割線溝Ｄ２、第４種分割線溝Ｄ３、第１種分割線溝Ｄ０、第５種分割線溝Ｄ４の順に並んでいる。さらに、図４に示すように、レーザ光吸収層３は半導体のｐｎ接合またはｐｉｎ接合を含み、レーザ光吸収層３のｐｎ接合またはｐｉｎ接合と、半導体光電変換層５のｐｉｎ接合は、裏面電極層４を挟んで、逆導電型層同士が対向するように形成されている。
【００２８】
上記実施形態２Ｂによれば、光電変換セル領域が電気的に直列接続され、かつ一方の光電変換セル領域の裏面電極領域は、第１種分割線溝Ｄ０、透明導電層２、およびレーザ光吸収層３を介し他方の光電変換セル領域の裏面電極領域に電気的に接続される。そのため、各光電変換セル領域内に透明導電層２、レーザ光吸収層３、および裏面電極層４が接続されたダイオード領域が形成され、該ダイオード領域と、同一光電変換セル領域内の光電変換領域とが、電気的に並列かつ逆方向の整流特性をもつよう接続されている。
【００２９】
なお、本発明による集積型薄膜光電変換装置は受光面透明電極層６上にグリッド金属電極配線７を付加的に含むこともでき、その場合には第４種分割線溝Ｄ３はグリッド金属電極配線７をも貫通している。
【００３０】
本発明による集積型薄膜光電変換装置を製造する方法においては、分割線溝のすべてが透光性基板１側からレーザビームを照射することによって形成されることが好ましい。このように一方向からレーザビームを照射することで、異なるレーザ加工の間で基板の表裏を反転させる必要がなくなり、基板反転のための装置と作業が不要となることに加えて、位置合わせを容易にし、加工精度の向上にも寄与することができる。
【００３１】
また、好ましくは、分割線溝の形成において、透光性基板１が、透明導電層２よりも鉛直上方に位置した状態で、すべての分割線溝が形成される。このように透光性基板１が上方となるようにすると、レーザビームを上方から照射することとなり、裏面電極層等の各層を加工する際に生じた飛沫は、レーザにより光電変換装置の外部に排出されるとともに、重力によって下方に落下するために、光電変換装置に戻ってくることが抑制される。そのため、飛沫によるショート等の光電変換性能の低下が抑制される。
【００３２】
また、本発明の製造方法の一実施形態においては、透明導電層２を貫通しない溝、すなわち、実施形態２においては第１種、第３種、第４種および第６種の分割線溝Ｄ０、Ｄ２，Ｄ３，Ｄ５が、透明導電層２を透過するレーザビームを用いて形成される。かかる実施形態の一例において、レーザ光吸収層３がシリコン系半導体を含み、これらの透明導電層２を貫通しない溝は例えばＹＡＧレーザの第２高調波のビームを用いて形成され得る。
【００３３】
また、本発明の製造方法の別の一実施形態においては、透明導電層２を貫通する溝、すなわち、実施形態２においては第５種分割線溝Ｄ４が、透明導電層２に吸収されるレーザビームを用いて形成される。かかる実施形態の一例において、透明導電層２が透明導電性酸化物を含み、透明導電層２を貫通する溝はＹＡＧレーザの基本波のビームを用いて形成され得る。
【発明の効果】
【００３４】
以上のような本発明によれば、裏面電極層にダメージを与えることなくレーザビーム加工によって集積型薄膜光電変換装置を得ることができ、その光電変換特性を顕著に向上させることができる。また、本発明の製造方法によれば、レーザビーム加工において基板側からのビーム照射のみが行なわれるので、これによっても加工精度と光電変換特性の改善された集積型薄膜光電変換装置を高い生産性と低いコストで得ることができる。
【００３５】
さらに、本発明の実施形態２Ｂによれば、レーザ光吸収層に整流特性を持たせてバイパスダイオードとして利用することができるため、各光電変換セル領域内において、該バイパスダイオード領域と光電変換領域とが、電気的に並列かつ逆方向の整流特性をもつよう接続され、ホットスポット現象による外観劣化や、性能低下が生じ難く、信頼性の高い集積型薄膜光電変換装置を容易に低コストで得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】参考実施形態１による積層型薄膜光電変換装置の製造工程を説明するための模式的断面図である。
【図２】参考実施形態１による積層型薄膜光電変換装置の一例を示す模式的斜視図である。
【図３】実施形態２による積層型薄膜光電変換装置の製造工程を説明するための模式的断面図である。
【図４】実施形態２Ｂによる積層型薄膜光電変換装置におけるレーザ光吸収層および半導体光電変換層の積層形態を説明するための模式的断面図である。
【図５】実施形態２Ｂによる積層型薄膜光電変換装置の模式的断面図（ａ）およびその等価回路（ｂ）である。
【図６】従来の積層型薄膜光電変換装置の製造工程を説明するための模式的断面図である。
【図７】実施例６における積層型薄膜光電変換装置の製造工程を説明するための模式的断面図である。
【図８】実施例７における積層型薄膜光電変換装置の製造工程を説明するための模式的断面図である。
【図９】実施例８における積層型薄膜光電変換装置の製造工程を説明するための模式的断面図である。
【図１０】実施例９における積層型薄膜光電変換装置の製造工程を説明するための模式的断面図である。
【図１１】実施例１２における積層型薄膜光電変換装置の製造工程を説明するための模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
［参考実施形態１］
図１において、参考実施形態１による集積型薄膜光電変換装置の作製方法の一例が模式的な断面図で図解されている。
【００３８】
まず、図１（ａ）において、ガラスなどの透光性基板１上に透明導電層２とレーザ光吸収層３が順次積層される。透明導電層２は、例えば酸化亜鉛、酸化錫、酸化インジウムなどの透明導電性酸化物（ＴＣＯ）で形成することができる。また、レーザ光吸収層３は、例えば非晶質シリコン、非晶質シリコン合金、微結晶シリコン、多結晶シリコンなどの半導体によって形成することができる。
【００３９】
図１（ｂ）において、レーザ光吸収層３は、透光性基板１側から入射されるレーザビームＬＢ０によって形成される複数の第１種分割線溝Ｄ０によって複数の領域に分割される。このように形成された複数の第１種分割線溝Ｄ０は互いに平行であって、図面の紙面に直交する方向に延びている。
【００４０】
図１（ｃ）において、分割されたレーザ光吸収層３および第１種分割線溝Ｄ０を覆うように裏面電極層４が積層される。この裏面電極層４は、例えば銀、アルミニウムなどの金属を利用して形成することができる。また、裏面電極層４は、レーザ光吸収層３に近い側から、第一の透明導電層、金属層、および第二の透明導電層を順に含むことが好ましい。このように、透明導電層を有することで、裏面電極層４とレーザ光吸収層３および、裏面電極層４と半導体光電変換層５の密着力が高まり、光電変換特性を向上し得る。裏面電極層４の第一の透明導電層および第二の透明導電層としては、主として酸化亜鉛を含むものが好適に用いられる。
【００４１】
図１（ｄ）において、透明導電層２、レーザ光吸収層３、および裏面電極層４は、透光性基板１側から入射されるレーザビームＬＢ１によって複数の領域に分割される。このとき、レーザビームＬＢ１は、透明導電層２およびレーザ光吸収層３に吸収されて発熱を生じる。そして、その発熱によって裏面電極層４が比較的容易に分割されて、第２種分割線溝Ｄ１が形成され得る。こうして形成された複数の第２種分割線溝Ｄ１の各々は、第１種分割線溝Ｄ０に対して平行に延びている。
【００４２】
図１（ｅ）において、分割された裏面電極層４および第２種分割線溝Ｄ１を覆うように、半導体光電変換層５が積層される。この半導体光電変換層５は、その主面に平行な半導体接合（図示せず）を含んでいる。
【００４３】
図１（ｆ）において、レーザ光吸収層３、裏面電極層４、および半導体光電変換層５は、透光性基板１側から入射されるレーザビームＬＢ２ａによって複数の領域に分割される。このとき、レーザビームＬＢ２ａは、レーザ光吸収層３に吸収されて発熱を生じる。そして、その発熱によって、裏面電極層４と半導体光電変換層５が比較的容易に分割され得る。こうして形成された複数の第３種分割線溝Ｄ２ａの各々は、第２種分割線溝Ｄ１に対して近接しかつ平行に延びている。
【００４４】
図１（ｇ）において、分割された半導体光電変換層５および第３種分割線溝Ｄ２ａを覆うように、受光面透明電極層６が堆積される。
【００４５】
最後に、図１（ｈ）において、レーザ光吸収層３、裏面電極層４、半導体光電変換層５、および受光面透明電極層６は、透光性基板１側から入射されるレーザビームＬＢ３ａによって複数の領域に分割される。このとき、レーザビームＬＢ３ａは、レーザ光吸収層３に吸収され発熱を生じる。そして、その発熱によって、裏面電極層４、半導体光電変換層５、および受光面透明電極層６が比較的容易に分割され得る。こうして形成された複数の第４種分割線溝Ｄ３ａの各々は、第３種分割線溝Ｄ２ａに対して近接しかつ平行に延びている。
【００４６】
以上のようにして、１つの透光性基板１上に、複数の細長い短冊状の薄膜光電変換セルが形成される。１つのセルの裏面電極層４は第１種分割線溝Ｄ０を介して透明導電層２に接続されており、また受光面透明電極層６は第３種分割線溝Ｄ２ａを介して隣接するセルの透明導電層２に接続されている。すなわち、隣接する短冊状のセルは、互いに電気的に直列に接続されている。なお、図１（ｈ）においては図面の簡略化のために１つの基板上に限られた数の光電変換セルのみが示されているが、通常はさらに多くの光電変換セルが形成される。また、図面の明瞭化のために、各層の厚さが適宜にかつ顕著に拡大されて示されていることに留意されたい。
【００４７】
上述のように、図１に示された集積型薄膜光電変換装置においては、レーザ光吸収層３を分割する第１種分割線溝Ｄ０を備えているので、その分割線溝Ｄ０を介して透明導電層２と裏面電極層４とが電気的に接続され得る。このことによって、半導体光電変換層５を分割するためのレーザビームＬＢ２ａおよび受光面透明電極層６を分割するためのレーザビームＬＢ３ａを透光性基板１側から入射させることが可能となる。その結果、参考実施形態１においては、先行技術による図６（ｄ）におけるような分割線溝Ｄ２内で裏面電極層４へのダメージを回避でき、図６（ｆ）におけるように分割線溝Ｄ３の深さを半導体光電変換層５の途中までに設定する必要もなくかつ分割線溝Ｄ３に沿って裏面電極層４にダメージを与えることもない。
【００４８】
また、参考実施形態１においては、利用されるすべてのレーザビームＬＢ０、ＬＢ１、ＬＢ２ａ、ＬＢ３ａを透光性基板１側から入射させることができるので、異なるレーザ加工の間で基板の表裏を反転させる必要がない。そして、基板反転のための装置と作業が不要であることは、特に大面積の基板上に集積型薄膜光電変換装置を作製する場合に、生産性の改善とコスト低減に寄与し得る。さらに、異なるレーザ加工の間で基板を反転させる必要がないことは、異なるレーザ加工の間における位置合わせを容易にし、加工精度の向上にも寄与することができる。
【００４９】
特に大面積の光電変換装置の作製においては、基板の表裏を反転させるために規模の大きい装置を必要とする上に、高精度の位置合わせが困難であることから、裏表を反転させる必要がない本願発明の構成を適用することの利点が大きい。かかる観点から、本発明の光電変換装置は大面積であることが好ましい。具体的には、基板サイズは９１０ｍｍ×４５５ｍｍ（０．４１ｍ２）以上、好ましくは、０．５ｍ２以上、より好ましくは１０００ｍｍ×１０００ｍｍ（１．０ｍ２）以上、さらに好ましくは１０００ｍｍ×１３００ｍｍ（１．３ｍ２）以上、あるいは１０００ｍｍ×１４００ｍｍ（１．４ｍ２）以上、特に好ましくは１２００ｍｍ×１２００ｍｍ（１．４４ｍ２）以上である。適用し得る基板サイズに上限は無く、例えば２０００ｍｍ×２０００ｍｍ（４．０ｍ２）以上の基板に本発明の構成を適用することも可能である。
【００５０】
また、図１（ａ）〜（ｈ）においては、集積型薄膜光電変換装置の製造工程の理解を容易とする観点から、透光性基板１が透明導電層２よりも下方となるように図示したが、レーザビームの照射を、透光性基板１が、透明導電層２よりも鉛直上方に位置する状態で分割線溝の形成を行うことが好ましい。レーザビームの照射により分割線溝を形成する際に、裏面電極層等の各層の加工により生じた飛沫は、レーザにより光電変換装置の外部に排出されるが、透光性基板１側を上方として、上方からレーザビームを照射することによって、飛沫は重力によって下方に落下し、光電変換装置内に戻ってくることが抑制される。そのため、加工時の飛沫に起因するショート等の光電変換性能の低下が抑制される。
【００５１】
参考実施形態１の一応用例によれば、図２の模式的斜視図に示されているような集積型薄膜光電変換装置を作製することも可能である。この集積型薄膜光電変換装置の作製においては、受光面透明電極層６上にグリッド金属電極配線７を形成した後に、透光性基板１側からレーザビームＬＢ３ａを入射させることによって第４種分割線溝Ｄ３ａを形成し、これによってグリッド金属電極配線７がセルごとに分割される。図２の集積型薄膜光電変換装置においては、比較的抵抗率の高い受光面透明電極層６からグリッド金属電極配線７に電荷を集電して効率的に輸送することができるので、直列抵抗成分の低減が可能となり、各セルの幅を広くすることも可能となる。そして、各セルの幅を広くすることは、分割線溝Ｄ０、Ｄ１、Ｄ２ａ、Ｄ３ａの本数を低減させることになり、レーザ加工が簡略化され得る。
【００５２】
以上のように、参考実施形態１によれば、光電変換特性の優れた積層型薄膜光電変換装置が、高い加工精度、高い生産効率、および低いコストで提供され得る。
【００５３】
［実施形態２］
図３において、実施形態２による集積型薄膜光電変換装置の作製方法が模式的な断面図で図解されている。
【００５４】
実施形態２は、参考実施形態１と同様に、透光性基板１上に順次積層された透明導電層２、レーザ光吸収層３、裏面電極層４、半導体光電変換層５、および受光面透明電極層６を含み、これらの層の各々は平行に設けられた複数の各分割線溝によって複数の短冊状光電変換セル領域に分割されており、かつそれら複数の光電変換セルが電気的に直列接続されている。
【００５５】
そして、レーザ光吸収層３がレーザ光吸収層３を貫通する複数の第１種分割線溝Ｄ０によって複数の短冊状領域に分割されている点、半導体光電変換層５がレーザ光吸収層３、裏面電極層４、および半導体光電変換層５を貫通する複数の第３種分割線溝Ｄ２によって複数の短冊状光電変換領域に分割されている点、受光面透明電極層６がレーザ光吸収層３、裏面電極層４、半導体光電変換層５、および受光面透明電極層６を貫通する複数の第４種分割線溝Ｄ３によって複数の短冊状受光面透明電極領域に分割されている点、および、互いに隣接する光電変換セル間において、一方のセルの裏面電極領域が第１種分割線溝Ｄ０、透明導電層２、および第３種分割線溝Ｄ２を介して他方のセルの受光面側透明電極領域に電気的に接続されている点において、参考実施形態１と構成が共通している。
【００５６】
実施形態２において、透光性基板１、透明導電層２、レーザ光吸収層３、裏面電極層４、半導体光電変換層５、および受光面透明電極層６は、参考実施形態１の説明において記載したのと同様のものを同様の方法により形成することができる。
【００５７】
前記参考実施形態１においては、透明導電層２、レーザ光吸収層３、および裏面電極層４を貫通する第２種分割線溝Ｄ１によって裏面電極層４が複数の短冊状裏面電極領域に分割されているのに対して、実施形態２においては、これに代えて、透明導電層２を貫通する第５種分割線溝Ｄ４と、レーザ光吸収層３および前記裏面電極層４を貫通する第６種分割線溝Ｄ５を有している。そして、透明導電層２は、複数の第５種分割線溝Ｄ４によって複数の短冊状透明導電領域に分割されており、裏面電極層４は、複数の第６種分割線溝Ｄ５によって複数の短冊状裏面電極領域に分割されている。
【００５８】
図３において、実施形態２による集積型薄膜光電変換装置の作製方法の一例が模式的な断面図で図解されている。以下、図３における集積型薄膜光電変換装置の作製方法について説明する。なお、図３において、図１と同一の参照符号は前記参考実施形態１と同一部分または相当部分を示している。以下の説明において、前記参考実施形態１と重複する内容についての記載は省略されている。
【００５９】
まず、図３（ａ）において、ガラスなどの透光性基板１上に透明導電層２が積層される。その後、透明導電層２は透光性基板１側から入射されるレーザビームＬＢ４によって形成される第５種分割線溝Ｄ４により複数の領域に分割される。ここで使用されるレーザビームＬＢ４は透明導電層２に吸収されるものであり、これにより透明導電層２は比較的容易に分割加工され第５種分割線溝Ｄ４が形成される。このように形成された複数の分割線溝Ｄ４は互いに平行であって、図面の紙面に直交する方向に延びている。
【００６０】
図３（ｂ）において、分割された透明導電層２および第５種分割線溝Ｄ４を覆うようにレーザ光吸収層３が積層される。
【００６１】
その後、レーザ光吸収層３は透光性基板１側から入射されるレーザビームＬＢ０によって形成される第１種分割線溝Ｄ０により複数の領域に分割される。
【００６２】
図３（ｃ）において分割されたレーザ光吸収層３を覆うように裏面電極層４が積層される。
【００６３】
図３（ｄ）において、レーザ光吸収層３、裏面電極層４は透光性基板１側から入射されるレーザビームＬＢ５によって形成される第６種分割線溝Ｄ５により複数の領域に分割される。ここで使用されるレーザビームＬＢ５は透明導電層２に吸収されず、レーザ光吸収層３に吸収され発熱し、これによりレーザ光吸収層３、裏面電極層４は比較的容易に分割加工され第６種分割線溝Ｄ５が形成される。こうして形成された複数の分割線溝Ｄ５の各々は平行に延びている。
【００６４】
図３（ｅ）において、分割された裏面電極層４および第６種分割線溝Ｄ５を覆うように、半導体光電変換層５が積層される。
【００６５】
図３（ｆ）において、レーザ光吸収層３、裏面電極層４、および半導体光電変換層５は、透光性基板１側から入射されるレーザビームＬＢ２ａによって複数の領域に分割される。
【００６６】
図３（ｇ）において、分割された半導体光電変換層５および分割線溝Ｄ２ａを覆うように、受光面透明電極層６が堆積される。
【００６７】
最後に、図３（ｈ）において、レーザ光吸収層３、裏面電極層４、半導体光電変換層５、および受光面透明電極層６は、透光性基板１側から入射されるレーザビームＬＢ３ａによって複数の領域に分割される。
【００６８】
また、実施形態２においては、前記参考実施形態１と同様に、第３種分割線溝Ｄ２内で裏面電極層４へのダメージを回避でき、かつ第４種分割線溝Ｄ３に沿って裏面電極層４にダメージを与えることもない。
【００６９】
さらに、利用されるすべてのレーザビームＬＢ４、ＬＢ０、ＬＢ５、ＬＢ２ａ、ＬＢ３ａを透光性基板１側から入射させることができるため、レーザビームの照射を、透光性基板１が、透明導電層２よりも鉛直上方となるようにして分割線溝の形成を行うことで、加工時の飛沫によるショート等の光電変換性能の低下が抑制される。
【００７０】
また、参考実施形態１と同様に、受光面透明電極層６上にグリッド金属電極配線７を形成した後に、透光性基板１側からレーザビームＬＢ３ａを入射させることによって第４種分割線溝Ｄ３ａを形成し、これによってグリッド金属電極配線７をセルごとに分割することで、比較的抵抗率の高い受光面透明電極層６からグリッド金属電極配線７に電荷を集電して効率的に輸送することができ、直列抵抗成分の低減が可能となる。
【００７１】
［実施形態２Ａ］
実施形態２の一例として、前記第５種分割線溝（Ｄ４）と、前記第６種分割線溝Ｄ５が接続した実施形態２Ａを採用することもできる。このように、第５種分割線溝Ｄ４と、第６種分割線溝Ｄ５が接続した場合、これらの分割線溝は参考実施形態１における第２種分割線溝Ｄ１と等価なものとなる。一方で、参考実施形態１においては、第２種分割線溝Ｄ１が、透明導電層２、レーザ光吸収層３、および裏面電極層４を貫通するように形成されるのに対して、実施形態２においては、透明導電層２を貫通する第５種分割線溝Ｄ４と、レーザ光吸収層３および裏面電極層４を貫通する第６種分割線溝Ｄ５とが別に形成される。そのため、実施形態２においては、分割線溝Ｄ４、Ｄ５周辺部の加工断面が変質したり、その変質に起因して該分割線溝周辺部の膜が盛り上がる等の問題が抑制され、曲線因子を高く保つことが可能となる。このような実施形態の構成および製造例については、後の実施例において、より詳細に説明する。
【００７２】
［実施形態２Ｂ］
実施形態２の別の例である実施形態２Ｂについて説明する。実施形態２Ｂにおいては、レーザ光吸収層３は半導体のｐｎ接合またはｐｉｎ接合を含んでいる。すなわち、図３（ｂ）において、レーザ光吸収層３はｐｎ接合、またはｐｉｎ接合を含み、整流特性を有するように形成される。このレーザ光吸収層３のｐｎ接合、またはｐｉｎ接合は、半導体光電変換層５のｐｉｎ接合と逆導電型層同士が対向するように形成される。すなわち、図４（ａ）に示すように、半導体光電変換層５のｐｉｎ接合が、ｎ型層５ｎを裏面電極層４側となるように形成されるものである場合、レーザ光吸収層３のｐｎ接合またはｐｉｎ接合は、ｐ型層３ｐが裏面電極層４側となるように形成される。逆に、半導体光電変換層５のｐｉｎ接合が、ｐ型層５ｐを裏面電極層４側となるように形成されるものである場合、レーザ光吸収層３のｐｎ接合またはｐｉｎ接合は、ｎ型層３ｎが裏面電極層４側となるように形成される。なお、図４（ａ）および図４（ｂ）において、各分割線溝は省略されている。また、図示していないが、光電変換層５が複数のｐｉｎ接合を有するタンデム型の光電変換層である場合は、光電変換層中の裏面電極層４に最も近接するｐｉｎ接合と、レーザ光吸収層のｐｎ接合またはｐｉｎ接合とが、逆導電型層同士が対向するように形成されていればよい。
【００７３】
実施形態２Ｂにおいては、各分割線溝は順に第６種分割線溝Ｄ５、第３種分割線溝Ｄ２、第４種分割線溝Ｄ３、第１種分割線溝Ｄ０、第５種分割線溝Ｄ４の順に並んでいる。
【００７４】
実施形態２Ｂの薄膜光電変換装置の模式的断面図は図５（ａ）に示される。この薄膜光電変換装置の各光電変換セル領域Ａにおいては、裏面電極領域、光電変換領域、および受光面透明電極領域が順に積層された光電変換機能領域Ｂを形成している。そして、互いに隣接する光電変換セル領域間において、一方の光電変換セル領域Ａ１の裏面電極領域は第１種分割線溝Ｄ０、透明導電層２、および第３種分割線溝Ｄ２を介して隣接する光電変換セル領域Ａ２の受光面透明電極領域に電気的に接続されている。これによって、複数の光電変換セル領域が電気的に直列接続されている。
【００７５】
レーザ光吸収層３が半導体のｐｎ接合またはｐｉｎ接合を含むことから、各光電変換セル領域中の透明導電領域、レーザ光吸収領域、裏面電極領域が、ダイオード領域Ｃを形成している。一方の光電変換セル領域Ａ１の裏面電極領域は、第１種分割線溝Ｄ０、透明導電層２、およびレーザ光吸収層３を介して、光電変換セル領域Ａ２の裏面電極領域に電気的に接続されているため、複数の光電変換セル領域が、レーザ光吸収層３を介して隣接する光電変換セルに電気的に接続される。ダイオード領域Ｃ中のレーザ光吸収領域のｐｎ接合またはｐｉｎ接合と、光電変換機能領域Ｂ中の半導体光電変換領域のｐｉｎ接合は、逆導電型層同士が対向するように形成されているため、同一の光電変換セル領域内においては、光電変換機能領域Ｂ１とダイオード領域Ｃ１とが電気的に並列接続される。その結果、ダイオード領域Ｃ１は、同一セル内の光電変換機能領域Ｂ１と整流特性が逆方向となっており、ダイオード領域Ｃ１はバイパスダイオードとして機能する。
【００７６】
このような実施形態２Ｂの集積型薄膜光電変換装置の等価回路の一例が図５（ｂ）に示されている。図５（ｂ）に示すように、実施形態２Ｂの集積型薄膜光電変換装置においては、各光電変換セル領域Ａの光電変換機能領域Ｂそれぞれにバイパスダイオード領域Ｃが接続されている。ダイオード領域Ｃのｐｎ接合またはｐｉｎ接合と、光電変換セル領域Ａのｐｉｎ接合とは、例えば、図４（ａ）に示すように、半導体光電変換層５が裏面電極層４側より、ｎ型層５ｎ、ｉ型層５ｉ、ｐ型層５ｐと順に積層された半導体接合である場合、レーザ光吸収層３を、透明導電層２側よりｎ型層３ｎ、ｉ型層３ｉ、ｐ型層３ｐと順に積層された半導体接合とすればよい。また逆に、図４（ｂ）に示すように、半導体光電変換層５が裏面電極層４側より、ｐ型層５ｐ、ｉ型層５ｉ、ｎ型層５ｎと順に積層された半導体接合である場合、レーザ光吸収層３を、透明導電層２側よりｐ型層３ｐ、ｉ型層３ｉ、ｎ型層３ｎと順に積層された半導体接合とすればよい。これによって、ダイオード領域Ｃのｐｎ接合またはｐｉｎ接合と、光電変換機能領域Ｂのｐｉｎ接合とは、逆導電型層同士が対向するように配置される。ここでレーザ光吸収層３は適当な方向の整流特性を持っていれば足り、ｉ型層３ｉの存在しないｐｎ接合、ｎｐ接合も適宜選択され得る。
【００７７】
前記した特許文献１（特開平１０−７９５２２号公報）のような従来の集積型薄膜光電変換装置においては、一部のセルに太陽光が照射されない影が生じた場合、そのセルには他のセルが発生する電圧が逆方向に印加されるため、局所的に逆耐電圧を超えて絶縁が破壊し、短絡状態となり大電流が流れ発熱を生じる、所謂「ホットスポット現象」が起こる場合がある。このようなホットスポット現象が生じると、集積型薄膜光電変換装置全体の外観の劣化や、出力特性の低下を招く。このような問題を回避するために、直列接続された複数の光電変換セルに対してバイパスダイオードを並列接続することが知られており、かかる構成によれば、一部の光電変換セルに影が生じたときでも、そのセルとは逆方向に並列接続されたバイパスダイオードの作用によって、そのセルに直列接続された他のセルで発生した出力電流を、セルの絶縁破壊なく流すことができるため、ホットスポット現象の発生を抑制することができる。一方で、光電変換装置の集積構造に新たにバイパスダイオード層を製膜し、それを各光電変換セルに並列接続することは、集積構造の複雑化や、製膜時間の大幅な増加によるコストの増加を招くという問題があった。
【００７８】
これに対して実施形態２Ｂによれば、集積型薄膜光電変換装置を作製するためのレーザ光吸収層３がバイパスダイオード層を兼ね備えるため、ホットスポット現象による外観劣化や、性能低下が生じ難く、信頼性の高い集積型薄膜光電変換装置を容易に低コストで得ることができる。
【００７９】
以上のように、実施形態２によれば、光電変換特性の優れた積層型薄膜光電変換装置が、高い加工精度、高い生産効率、および低いコストで提供され得る。さらに、実施形態２Ｂによれば、ホットスポット現象による外観劣化や、性能低下が生じ難く、信頼性の高い集積型薄膜光電変換装置が、高い加工精度、高い生産効率、および低いコストで提供され得る。
【実施例】
【００８０】
上述のような実施形態に対応する具体的な例として、以下においていくつかの実施例が比較例と共に説明される。なお、本発明が以下の実施例に限定されないことは言うまでもない。
【００８１】
［参考実施形態１に関する実施例］
（参考実施例１）
参考実施例１においては、図１に対応して集積型薄膜光電変換装置が作製された。まず、図１（ａ）において、透明ガラス基板１上に酸化錫の透明導電層２とレーザ光吸収層３を順次積層した。その透明導電層２は、熱ＣＶＤ法によって約８００ｎｍの厚さに堆積された。こうして堆積された透明導電層２は、微細な凹凸を含む表面テクスチャ構造を有している。この表面テクスチャ構造は、後に堆積される裏面電極層４中の金属層表面に伝えられる。そして、その金属層表面における微細な表面凹凸は、光の乱反射を生じて、半導体光電変換層５内の光吸収効率を高めるように作用し得る。
【００８２】
レーザ光吸収層３としては、非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）層がプラズマＣＶＤ法によって２００ｎｍの厚さに堆積された。なお、レーザ光吸収層３は後の全てのレーザビーム加工を可能ならしめる厚さを有していればよく、この前提の下で適宜に選択された厚さを有し得る。
【００８３】
図１（ｂ）において、ＱスイッチＹＡＧレーザの第２高調波（波長５３２ｎｍ）のレーザビームＬＢ０を透明ガラス基板１側から照射することによって、レーザ光吸収層３を加工して分割線溝Ｄ０を形成した。ここで使用されるレーザビームＬＢ０は、透明導電層２にダメージを与えることなくレーザ光吸収層３を分割加工できればよい。例えばＹＡＧレーザに関して、ａ−Ｓｉのレーザ光吸収層３は、第２高調波（波長５３２ｎｍ）の光をよく吸収し得る。他方、透明導電層２は、ＹＡＧレーザの基本波（波長１０６４ｎｍ）の赤外ビームをよく吸収する。しかし、ＹＡＧレーザの第２高調波（波長５３２ｎｍ）の光に関しては、透明導電層２はほぼ透明であって僅かに吸収するだけである。したがって、例えばＹＡＧレーザの第２高調波であって１２ｋＷ／ｃｍ２のパワー密度と６０μｍの断面径を有するレーザビームＬＢ０を照射することによって、透明導電層２にダメージを与えることなくレーザ光吸収層３のみを分割加工することができる。
【００８４】
このように、透明導電層２にダメージを与えることなくレーザ光吸収層３を分割加工するためのレーザビームとしては、透明導電層２に対してほぼ透明で、かつ、レーザ光吸収層３に吸収されるものが好ましく、ＹＡＧレーザの第２高調波（波長５３２ｎｍ）の他に、例えば、これと同じ波長のレーザ光を射出するＹＶＯ４（イットリウム・バナデート）レーザの第２高調波や、略同じ波長のレーザを射出し得るファイバレーザ等を用いることができる。
【００８５】
図１（ｃ）において、分割されたレーザ光吸収層３および分割線溝Ｄ０を覆うように裏面電極層４を堆積させた。裏面電極層４としては、スパッタリング法を用いて第一の透明電極層である厚さ９０ｎｍの酸化亜鉛層、金属層である厚さ２００ｎｍの銀層、および第二の透明電極層である厚さ９０ｎｍの酸化亜鉛層を順次積層させた。裏面電極層４に含まれる酸化亜鉛層は、レーザ光吸収層３および後に堆積される半導体光電変換層５と銀層との密着強度向上および銀の反射率を高めるために好ましい。
【００８６】
図１（ｄ）において、ＱスイッチＹＡＧレーザの基本波（波長１０６４ｎｍ）の赤外レーザビームＬＢ１を透明ガラス基板１側から照射し、透明導電層２、レーザ光吸収層３、および裏面電極層４を加工して分割線溝Ｄ１を形成した。前述のように透明導電層２はＹＡＧレーザの基本波（波長１０６４ｎｍ）の赤外光を吸収して発熱し得るので、レーザビームＬＢ１による透明導電層２およびレーザ光吸収層３の発熱によって、それらの層および裏面電極層４を比較的容易に同時に分割加工することができる。
【００８７】
このように、透明導電層２およびその他の層を分割加工するためのレーザビームＬＢ１としては、透明導電層２に吸収されるものが好ましく、ＹＡＧレーザの基本波（波長１０６４ｎｍ）の他に、例えば、これと同じ波長のレーザ光を射出するＹＶＯ４レーザの基本波や、略同じ波長のレーザを射出し得るファイバレーザ等を用いることができる。
【００８８】
図１（ｅ）において、分割された裏面電極層４および分割線溝Ｄ１を覆うように、半導体光電変換層５をプラズマＣＶＤ法により堆積した。その半導体光電変換層５は、順次積層された厚さ約２０ｎｍのｎ型微結晶Ｓｉ層、厚さ約３００ｎｍのｉ型ａ−Ｓｉ：Ｈ（Ｈを含むａ−Ｓｉ）層、および厚さ約１５ｎｍのｐ型ａ−ＳｉＣ：Ｈ（Ｈを含むａ−ＳｉＣ）層を含んでいる。すなわち、参考実施例１における半導体光電変換層５は、その主面に平行な一組のｎｉｐ接合からなる単一の光電変換ユニットを含んでいる。
【００８９】
図１（ｆ）において、ＱスイッチＹＡＧレーザの第２高調波（波長５３２ｎｍ）のレーザビームＬＢ２ａを透明ガラス基板１側から照射して分割線溝Ｄ２ａを形成した。その波長５３２ｎｍのレーザビームＬＢ２ａはレーザ光吸収層３および半導体光電変換層５によって効率的に吸収されて発熱を生じるので、それらの層および裏面電極層４を比較的容易に同時に分割加工することができる。
【００９０】
図１（ｇ）において、分割された半導体光電変換層５および分割線溝Ｄ２ａを覆うように、電子ビーム蒸着法によって酸化インジウムの受光面透明電極層６を約８０ｎｍの厚さに堆積した。
【００９１】
図１（ｈ）において、ＱスイッチＹＡＧレーザの第２高調波（波長５３２ｎｍ）のレーザビームＬＢ３ａを透明ガラス基板１から照射して分割線溝Ｄ３ａを形成した。波長５３２ｎｍのレーザビームＬＢ３ａはレーザ光吸収層３および半導体光電変換層５によって効率的に吸収されて発熱を生じるので、それらの層とともに裏面電極層４および受光面透明電極層６をも比較的容易に同時に分割加工することができる。
【００９２】
参考実施例１において得られた集積型薄膜光電変換装置にリード線を接続し、環境温度２５℃において、ソーラーシミュレータを用いてＡＭ１．５の光を１００ｍＷ／ｃｍ２の強度で照射して光電変換特性を測定したところ、短絡電流密度が１６．２１ｍＡ／ｃｍ２、一セルあたりの開放端電圧が０．８９１Ｖ、曲線因子０．７２７、そして光電変換効率が１０．５％であった。
【００９３】
（参考実施例２）
参考実施例２による集積型薄膜光電変換装置も図１に図解されている工程によって作製されたが、参考実施例１に比べて、下記事項（１）と（２）のみにおいて変更されていた。
【００９４】
（１）  図１（ａ）の工程において、レーザ光吸収層３の厚さが２００ｎｍではなくて４００ｎｍの厚さに増大された。
【００９５】
（２）  図１（ｅ）の工程において、半導体光電変換層５は、下段のｎｉｐ接合からなる下段光電変換ユニットと上段のｎｉｐ接合からなる上段光電変換ユニットを含むタンデム型に変更された。この下段光電変換ユニットとして、厚さ約２０ｎｍのｎ型微結晶Ｓｉ層、厚さ約２μｍのｉ型微結晶シリコン光電変換層、そして厚さ約１５ｎｍのｐ型微結晶Ｓｉ層が順次積層された。他方、上段光電変換ユニットは、参考実施例１における光電変換ユニットと同じ条件で形成された。
【００９６】
（参考実施例３）
参考実施例３においては、図２に対応する集積型薄膜光電変換装置が作製された。そして、参考実施例３の集積型薄膜光電変換装置の作製では、参考実施例２に比べて、図１（ｇ）の工程において受光面透明電極層６上にアルミニウムのグリッド金属電極配線７が蒸着法によって付加的に形成されたことのみにおいて異なっていた。すなわち、参考実施例３における半導体光電変換層５も、参考実施例２の場合と同様のタンデム型である。
【００９７】
（参考実施例４）
参考実施例４においては、図１に図解されている工程によって、参考実施例２と同様に半導体光電変換層５がタンデム型である集積型薄膜光電変換装置が作製されたが、図１（ｄ）の工程において、レーザビームＬＢ１として、ＱスイッチＹＡＧレーザの基本波（波長１０６４ｎｍ）を用いる代わりに、パワー密度６０ｋＷ／ｃｍ２のＱスイッチＹＡＧレーザの第２高調波（波長５３２ｎｍ）を用いた点において参考実施例２と異なっていた。
【００９８】
参考実施例１の図１（ｂ）の工程等においては、１２ｋＷ／ｃｍ２のパワー密度を有するＹＡＧレーザの第２高調波（波長５３２ｎｍ）のレーザビームＬＢ０により、透明導電層２にダメージを与えることなくレーザ光吸収層３のみを分割加工して第１種分割線溝Ｄ０が形成された。これに対して、参考実施例４においては、６０ｋＷ／ｃｍ２のパワー密度を有するＹＡＧレーザの第２高調波（波長５３２ｎｍ）のレーザビームを用いることで、透明導電層２をも貫通する溝Ｄ１が形成された。このことから、透明導電層２は、ＹＡＧレーザの第２高調波（波長５３２ｎｍ）の光に対してはほぼ透明で、吸収はわずかであるために、ＹＡＧレーザの第２高調波のパワー密度が１２ｋｗ／ｃｍ２の場合は透明導電層２が加工されないのに対して、ＹＡＧレーザの第２高調波のパワー密度が６０ｋＷ／ｃｍ２と高い場合には、透明導電層に吸収されるＱスイッチＹＡＧレーザの基本波（波長１０６４ｎｍ）を用いた場合と同様に、透明導電層２が分割加工されることがわかる。
【００９９】
（参考実施例５）
参考実施例５においては、図１に図解されている工程によって、参考実施例２と同様に半導体光電変換層５がタンデム型である集積型薄膜光電変換装置が作製されたが、図１（ｃ）の工程において、裏面電極層４の第一の透明導電層がＭＯＣＶＤ法にて作製された点において参考実施例２と異なっていた。
【０１００】
［実施形態２Ａに関する実施例］
（実施例６）
実施例６においては、図７に図解されている工程によって、参考実施例２と同様に半導体光電変換層５がタンデム型である集積型薄膜光電変換装置が作製されたが、下記の点において参考実施例２と異なっていた。
【０１０１】
参考実施例２における図１（ｄ）の工程に代えて、図７（ｄ１）のように透明導電層２、レーザ光吸収層３、および裏面電極層４に透光性基板１側から入射されるＱスイッチＹＡＧレーザの基本波（波長１０６４ｎｍ）のレーザビームＬＢ４ａによって分割線溝Ｄ４ａが形成された。さらに、図７（ｄ２）のように分割線溝Ｄ４ａの上から、レーザ光吸収層３、および裏面電極層４をレーザビームＬＢ４ａよりもビーム径の大きいＱスイッチＹＡＧレーザの第２高調波（波長５３２ｎｍ）のレーザビームＬＢ５ａが照射され分割線溝Ｄ５ａが形成された。
【０１０２】
これらの工程により、第５種分割線溝Ｄ４ａおよび第６種分割線溝Ｄ５ａが形成され、図７（ｆ）に示すように、第５種分割線溝Ｄ４ａと、第６種分割線溝Ｄ５ａが接続しており、第５種分割線溝Ｄ４ａは、第６種分割線溝Ｄ５ａよりも溝の幅が狭く、かつ、第６種分割線溝Ｄ５ａの内側に形成されている集積型薄膜光電変換装置が作製された。
【０１０３】
（実施例７）
実施例７においては、図８に図解されている工程によって、参考実施例２と同様に半導体光電変換層５がタンデム型である集積型薄膜光電変換装置が作製されたが、下記の点において参考実施例２と異なっていた。
【０１０４】
参考実施例２における図１（ｄ）の工程に代えて、図８（ｄ１）のようにレーザ光吸収層３、および裏面電極層４に透光性基板１側から入射されるＱスイッチＹＡＧレーザの第２高調波（波長５３２ｎｍ）のレーザビームＬＢ５ｂによって分割線溝Ｄ５ｂが形成された。さらに、図８（ｄ２）のように分割線溝Ｄ５ｂの上から、透明導電層２をレーザビームＬＢ５ｂよりもビーム径が小さいＱスイッチＹＡＧレーザの基本波（波長１０６４ｎｍ）のレーザビームＬＢ４ｂが照射され分割線溝Ｄ４ｂが形成された。
【０１０５】
これらの工程により、第５種分割線溝Ｄ４ｂおよび第６種分割線溝Ｄ５ｂが形成され、図８（ｆ）に示すように第５種分割線溝Ｄ４ｂと、第６種分割線溝Ｄ５ｂが接続しており、第５種分割線溝Ｄ４ｂは、第６種分割線溝Ｄ５ｂよりも溝の幅が狭く、かつ、第６種分割線溝Ｄ５ｂの内側に形成されている集積型薄膜光電変換装置が作製された。
【０１０６】
（実施例８）
実施例８においては、図９に図解されている工程によって、参考実施例２と同様に半導体光電変換層５がタンデム型である集積型薄膜光電変換装置が作製されたが、参考実施例２に比べて、下記の（１）、（２）において異なっていた。
【０１０７】
（１）  参考実施例２における図１（ａ）の工程に代えて、図９（ａ１）のように透光性基板１上に透明導電層２が堆積された後に、ＱスイッチＹＡＧレーザの基本波（波長１０６４ｎｍ）のレーザビームＬＢ４ｃにより分割線溝Ｄ４ｃが形成され、その後、図９（ａ２）のようにレーザ光吸収層３が堆積された。
【０１０８】
（２）  参考実施例２における図１（ｄ）の工程に代えて、図９（ｄ）のように分割線溝Ｄ４ｃの上から、レーザ光吸収層３、および裏面電極層４にレーザビームＬＢ４ｃよりもビーム径の大きいＱスイッチＹＡＧレーザの第２高調波（波長５３２ｎｍ）のレーザビームＬＢ５ｃが照射され分割線溝Ｄ５ｃが形成された。
【０１０９】
これらの工程により、第５種分割線溝Ｄ４ｃおよび第６種分割線溝Ｄ５ｃが形成され、図９（ｆ）に示すように第５種分割線溝Ｄ４ｃと、第６種分割線溝Ｄ５ｃが接続しており、第５種分割線溝Ｄ４ｃは、第６種分割線溝Ｄ５ｃよりも溝の幅が狭く、かつ、第６種分割線溝Ｄ５ｃの内側に形成されている集積型薄膜光電変換装置が作製された。
【０１１０】
（実施例９）
実施例９においては、図１０に図解されている工程によって、参考実施例２と同様に半導体光電変換層５がタンデム型である集積型薄膜光電変換装置が作製されたが、参考実施例２に比べて、下記の（１）、（２）において異なっていた。
【０１１１】
（１）  参考実施例２における図１（ａ）の工程に代えて、図１０（ａ１）のように透光性基板１上に透明導電層２が堆積された後に、ＱスイッチＹＡＧレーザの基本波（波長１０６４ｎｍ）のレーザビームＬＢ４ｄにより分割線溝Ｄ４ｄが形成され、その後、図１０（ａ２）のようにレーザ光吸収層３が堆積された。
【０１１２】
（２）  参考実施例２における図１（ｄ）の工程に代えて、図１０（ｄ）のように分割線溝Ｄ４ｄの上から、レーザ光吸収層３、および裏面電極層４をレーザビームＬＢ４ｄよりもビーム径の小さいＱスイッチＹＡＧレーザの第２高調波（波長５３２ｎｍ）のレーザビームＬＢ５ｄが照射され分割線溝Ｄ５ｄが形成された。
【０１１３】
これらの工程により、図１０（ｆ）に示すように第５種分割線溝Ｄ４ｄと、第６種分割線溝Ｄ５ｄが接続しており、第６種分割線溝Ｄ５ｄは、第５種分割線溝Ｄ４ｄよりも溝の幅が狭く、かつ第５種分割線溝Ｄ４ｄの内側に形成されている集積型薄膜光電変換装置が作製された。
【０１１４】
（実施例１０）
実施例１０においては、図８に図解されている工程によって、実施例７と同様に半導体光電変換層５がタンデム型である集積型薄膜光電変換装置が作製されたが、図８（ｄ２）の工程において、レーザビームＬＢ４ｂとして、ＱスイッチＹＡＧレーザの基本波（波長１０６４ｎｍ）を用いる代わりに、パワー密度６０ｋＷ／ｃｍ２ＱスイッチＹＡＧレーザの第２高調波（波長５３２ｎｍ）を用いた点において実施例７と異なっていた。
【０１１５】
（実施例１１）
実施例１１においては、実施例７と同様に半導体光電変換層５がタンデム型である集積型薄膜光電変換装置が作製されたが、図８（ｇ）の工程において受光面透明電極層６上にアルミニウムのグリッド金属電極配線７が蒸着法によって付加的に形成された点において実施例７と異なっていた。
【０１１６】
これによって、受光面透明電極層上にグリッド金属電極配線を含み、第４種分割線溝がグリッド金属電極配線を貫通している集積型薄膜光電変換装置が作製された。
【０１１７】
（実施例１２）
実施例１２においては、図１１に図解されている工程によって、参考実施例２と同様に半導体光電変換層５がタンデム型である集積型薄膜光電変換装置が作製されたが、参考実施例２に比べて、下記の（１）、（２）において異なっていた。
【０１１８】
（１）  参考実施例２における図１（ａ）の工程に代えて、図１１（ａ１）のように透光性基板１上に透明導電層２が堆積された後に、ＱスイッチＹＡＧレーザの基本波（波長１０６４ｎｍ）のレーザビームＬＢ４ｅにより分割線溝Ｄ４ｅが形成され、その後、図１１（ａ２）のようにレーザ光吸収層３が堆積された。
【０１１９】
（２）  参考実施例２における図１（ｄ）の工程に代えて、図１１（ｄ）のように第５種分割線溝Ｄ４ｅの近傍において、ＱスイッチＹＡＧレーザの第２高調波（波長５３２ｎｍ）のレーザビームＬＢ５ｅが照射され第６種分割線溝Ｄ５ｅが形成された。これらの工程により、図１１（ｈ）に示す集積型薄膜光電変換装置が作製された。
【０１２０】
参考実施例２〜５、および実施例６〜１２において得られた集積型薄膜光電変換装置にリード線を接続し、参考実施例１の場合と同様にして光電変換特性を測定した。結果を表１に示す。
【０１２１】
［実施形態２Ｂに関する実施例］
（実施例１３）
実施例１３においては、図３に対応して集積型薄膜光電変換装置が作製された。まず、図３（ａ）において、透明ガラス基板１上に酸化錫の透明導電層２を積層した。透明導電層２は、熱ＣＶＤ法によって約８００ｎｍの厚さに堆積された。こうして堆積された透明導電層２は、微細な凹凸を含む表面テクスチャ構造を有している。この表面テクスチャ構造は、後に堆積される裏面電極層４中の金属層表面に伝えられる。そして、その金属層表面における微細な表面凹凸は、光の乱反射を生じて、半導体光電変換層５内の光吸収効率を高めるように作用し得る。
【０１２２】
その後、ＱスイッチＹＡＧレーザの基本波（波長１０６４ｎｍ）の赤外レーザビームＬＢ４を透明ガラス基板１側から照射することによって、透明導電層２を加工して分割線溝Ｄ４を形成した。
【０１２３】
図３（ｂ）おいて、分割された透明導電層２および分割線溝Ｄ４を覆うようにレーザ光吸収層３を堆積させた。このレーザ光吸収層３は、プラズマＣＶＤ法により順次積層された厚さ約２０ｎｍのｎ型ａ−Ｓｉ層、厚さ約４００ｎｍのｉ型ａ−Ｓｉ層、及び厚さ約１５ｎｍのｐ型ａ−Ｓｉ層を含んでいる。すなわち、本実施例におけるレーザ光吸収層３はｐｉｎ接合からなるダイオードを含んでいる。なお、ここでレーザ光吸収層３は後の全てのレーザビーム加工を可能ならしめる厚さを有しており、かつｐｎ接合またはｐｉｎ接合を含み整流特性を示しておれば良く、この前提の下で適宜に選択された厚さを有し得る。
【０１２４】
その後、ＱスイッチＹＡＧレーザの第２高調波（波長５３２ｎｍ）のレーザビームＬＢ０を透明ガラス基板１側から照射することによって、レーザ光吸収層３を加工して分割線溝Ｄ０を形成した。ここで使用されるレーザビームＬＢ０は、透明導電層２にダメージを与えることなくレーザ光吸収層３を分割加工できればよい。
【０１２５】
図３（ｃ）において、分割されたレーザ光吸収層３および分割線溝Ｄ０を覆うように裏面電極層４を堆積させた。裏面電極層４としては、スパッタリング法を用いて第一の透明導電層である厚さ９０ｎｍの酸化亜鉛層、金属層である厚さ２００ｎｍの銀層、および第二の透明導電層である厚さ９０ｎｍの酸化亜鉛層を順次積層させた。裏面電極層４に含まれる酸化亜鉛層は、レーザ光吸収層３および後に堆積される半導体光電変換層５と銀層との密着強度向上および銀の反射率を高めるために好ましい。
【０１２６】
図３（ｄ）において、ＱスイッチＹＡＧレーザの第２高調波（波長５３２ｎｍ）のレーザビームＬＢ５を透明ガラス基板１側から照射し、レーザ光吸収層３、および裏面電極層４を加工して分割線溝Ｄ５を形成した。レーザビームＬＢ５はレーザ光吸収層３で吸収され発熱し、それによりレーザ光吸収層３および裏面電極層４を比較的容易に同時に分割加工することができる。
【０１２７】
図３（ｅ）において、分割された裏面電極層４および分割線溝Ｄ５を覆うように、半導体光電変換層５をプラズマＣＶＤ法により堆積した。その半導体光電変換層５は、順次積層された厚さ約２０ｎｍのｎ型微結晶Ｓｉ層、厚さ約２μｍのｉ型微結晶シリコン光電変換層、および厚さ約１５ｎｍのｐ型微結晶シリコンからなる下段光電変換ユニットと、厚さ約２０ｎｍのｎ型微結晶Ｓｉ層、厚さ約３００ｎｍのｉ型ａ−Ｓｉ：Ｈ（Ｈを含むａ−Ｓｉ）層、および厚さ約１５ｎｍのｐ型ａ−ＳｉＣ：Ｈ（Ｈを含むａ−ＳｉＣ）層からなる上段光電変換ユニットとを含むタンデム型である。
【０１２８】
図３（ｆ）において、ＱスイッチＹＡＧレーザの第２高調波（波長５３２ｎｍ）のレーザビームＬＢ２ａを透明ガラス基板１側から照射して、分割線溝Ｄ２ａを形成した。前述のようにＹＡＧレーザの第２高調波（波長５３２ｎｍ）のレーザビームＬＢ２ａはレーザ光吸収層３および半導体光電変換層５によって効率的に吸収されて発熱を生じるので、それらの層および裏面電極層４を比較的容易に同時に分割加工することができる。
【０１２９】
図３（ｇ）において、分割された半導体光電変換層５および分割線溝Ｄ２ａを覆うように、電子ビーム蒸着法によって酸化インジウムの受光面透明電極層６を約８０ｎｍの厚さに堆積した。
【０１３０】
図３（ｈ）において、ＱスイッチＹＡＧレーザの第２高調波（波長５３２ｎｍ）のレーザビームＬＢ３ａを透明ガラス基板１側から照射して、分割線溝Ｄ３ａを形成した。前述のようにＹＡＧレーザの第２高調波（波長５３２ｎｍ）のレーザビームＬＢ３ａはレーザ光吸収層３および半導体光電変換層５によって効率的に吸収されて発熱を生じるので、それらの層とともに裏面電極層４および受光面透明電極層６を比較的容易に同時に分割加工することができる。
【０１３１】
本実施例１３において、得られた集積型薄膜光電変換装置は図５に示されるものと同等である。すなわち、図３（ａ）〜（ｈ）の工程により、図５に示されるように、複数の光電変換セル領域Ａのそれぞれの光電変換機能領域Ｂにバイパスダイオード領域Ｃがバイパスダイオードとして並列接続されることになる。
【０１３２】
（実施例１４）
実施例１４による集積型薄膜光電変換装置も、実施例１３と同様に、図３に図解されている工程によって、バイパスダイオード領域を有する集積型薄膜光電変換装置が作製されたが、実施例１３に比べて、下記の（１）、（２）において異なっていた。
【０１３３】
（１）  図３（ｂ）においてレーザ光吸収層３の構成が、透明導電層２側から順に、厚さ約１５ｎｍのｐ型ａ−Ｓｉ層、厚さ約４００ｎｍのｉ型ａ−Ｓｉ層、厚さ約２０ｎｍのｎ型ａ−Ｓｉ層となるよう積層された。すなわち実施例１３と比べレーザ光吸収層の整流特性が逆向きとなっていた。
【０１３４】
（２）  図３（ｅ）において半導体光電変換層５の構成が、裏面電極層４側から順に、厚さ約１５ｎｍのｐ型微結晶Ｓｉ層、厚さ約２μｍのｉ型微結晶シリコン光電変換層、厚さ約２０ｎｍのｎ型微結晶Ｓｉ層の順から成る下段光電変換ユニットと、厚さ約１５ｎｍのｐ型ａ−ＳｉＣ：Ｈ（Ｈを含むａ−ＳｉＣ）層、厚さ約３００ｎｍのｉ型ａ−Ｓｉ：Ｈ（Ｈを含むａ−Ｓｉ）層、および厚さ約２０ｎｍのｎ型微結晶Ｓｉ層の順から成る上段光電変換ユニットを含むタンデム型となっていた。すなわち実施例１３と比べ半導体光電変換層５の整流特性が逆向きとなっていた。
【０１３５】
（実施例１５）
実施例１５による集積型薄膜光電変換装置も、実施例１３と同様に、図３に図解されている工程によって、バイパスダイオード領域を有する集積型薄膜光電変換装置が作製されたが、実施例１３に比べて、下記の点において異なっていた。
【０１３６】
図３（ｂ）においてレーザ光吸収層３の構成が、透明導電層２側から順に、厚さ約４００ｎｍのｎ型ａ−Ｓｉ層、約１５ｎｍのｐ型ａ−Ｓｉ層、となるよう積層された。すなわち実施例１３と比べレーザ光吸収層３のｉ型層が無い構成となっていた。
【０１３７】
本実施例１３〜１５において得られた集積型薄膜光電変換装置にリード線を接続し、実施例１の場合と同様にして光電変換特性を測定した。結果を表１に示す。
【０１３８】
（比較例１）
上述の種々の実施例との対比のための比較例１として、図６に対応して集積型薄膜光電変換装置が作製された。
【０１３９】
まず、図６（ａ）において、透明ガラス基板１上に透明酸化錫層２、厚さが２００ｎｍのレーザ光吸収層３、および裏面電極層４が、参考実施例１の場合と同じ条件で堆積された。
【０１４０】
図６（ｂ）において、参考実施例１の場合の図１（ｄ）の工程と同じ条件下でレーザビームＬＢ１を照射して分割線溝Ｄ１を形成した。
【０１４１】
図６（ｃ）において、参考実施例１の場合の図１（ｅ）の工程と同じ条件下で、分割された裏面電極層４および分割線溝Ｄ１を覆うように半導体光電変換層５を堆積した。
【０１４２】
図６（ｄ）において、ＱスイッチＹＡＧレーザの第２高調波（波長５３２ｎｍ）のレーザビームＬＢ２を半導体光電変換層５側から照射して分割線溝Ｄ２を形成した。
【０１４３】
図６（ｅ）において、参考実施例１の場合の図１（ｇ）の工程と同じ条件下で、分割された半導体光電変換層５および分割線溝Ｄ２を覆うように受光面透明電極層６を堆積した。
【０１４４】
図６（ｆ）において、ＱスイッチＹＡＧレーザの第２高調波（波長５３２ｎｍ）のレーザビームＬＢ３を受光面透明電極層６側から照射して分割線溝Ｄ３を形成した。
【０１４５】
（比較例２）
比較例２として、比較例１と同様に、図６に対応して集積型薄膜光電変換装置が作製されたが、比較例１に比べて、下記事項（１）と（２）のみにおいて変更されていた。
【０１４６】
（１）  図６（ａ）の工程において、レーザ光吸収層３の厚さが２００ｎｍではなくて４００ｎｍの厚さに増大された。
（２）  図１（ｃ）の工程において、半導体光電変換層５は、下段のｎｉｐ接合からなる下段光電変換ユニットと上段のｎｉｐ接合からなる上段光電変換ユニットを含むタンデム型に変更された。この下段光電変換ユニットとして、厚さ約２０ｎｍのｎ型微結晶Ｓｉ層、厚さ約２μｍのｉ型微結晶シリコン光電変換層、そして厚さ約１５ｎｍのｐ型微結晶Ｓｉ層が順次積層された。他方、上段光電変換ユニットは、比較例１における光電変換ユニットと同じ条件で形成された。
【０１４７】
比較例１、２において得られた集積型薄膜光電変換装置にリード線を接続し、参考実施例１の場合と同様にして光電変換特性を測定した。結果を表１に示す。
【０１４８】
【表１】
0005400946.tif 000002
【０１４９】
［光電変換特性の対比］
表１から明らかなように、単一の光電変換ユニットを含んでいる、比較例１と参考実施例１を対比すると、参考実施例１の積層型薄膜光電変換装置は、いずれの光電変換特性においても優れていることがわかる。また、ｐ型層側から光が入射する構造を有しているタンデム型の光電変換ユニットを含む比較例２と参考実施例２〜５および実施例６〜１３、１５とを対比すると、これらの実施例の積層型薄膜光電変換装置は、比較例２の積層型薄膜光電変換装置に比して、光電変換効率に優れていることがわかる。また、一般には光電変換効率が小さくなるｎ型層側から光が入射する構造を有している実施例１４の光電変換装置も、ｐ型層側から光が入射する構造を有している比較例２の光電変換装置と同様の光電変換効率を示していることがわかる。
【０１５０】
参考実施例２と参考実施例４を比較すると、いずれの光電変換特性においてもほぼ同等の特性であることから、透明導電層２に吸収されず透過するＱスイッチＹＡＧレーザの第２高調波（波長５３２ｎｍ）でもパワー密度が十分高ければ、透明導電層２を分離し、分割線溝Ｄ１を形成出来ることがわかる。
【０１５１】
参考実施例２と実施例６〜１２を比較すると、実施例６から実施例１２の集積型薄膜光電変換装置は、参考実施例２の光電変換装置と比べて、曲線因子、光電変換効率において優れている。これは、参考実施例２においては、第２種分割線溝Ｄ１を１種類のレーザビーム（ＹＡＧレーザの基本波）により一度に形成するのに対して、実施例６〜実施例１２においては、第５種分割線溝Ｄ４と、第６種分割線溝Ｄ５とが別のレーザビームにより形成されるため、分割線溝Ｄ１周辺部の変質が軽減されたものと推測される。
【０１５２】
実施例７と実施例１０を比較すると、いずれの光電変換特性においてもほぼ同等の特性であることから、透明導電層２に吸収されず透過するＱスイッチＹＡＧレーザの第２高調波（波長５３２ｎｍ）でもパワー密度が十分高ければ、透明導電層２を分離し、分割線溝Ｄ１を形成出来ることがわかる。
【０１５３】
実施例１４と、実施例１３および１５を比較すると、光電変換セルにｐ型層側から光が入射する構造を有している実施例１３および１５の集積型薄膜光電変換装置は、光電変換セルにｎ型層側から光が入射する構造を有している実施例１４の集積型薄膜光電変換装置と比べて、各光電変換性能に優れていることがわかる。
【０１５４】
［ホットスポット試験］
実施例１２〜１５において得られた集積型薄膜光電変換装置に対してホットスポット試験を行った。ホットスポット試験としてはモジュールのうち１つのセルに黒色のビニールテープを貼付けて遮光し、屋外において全天日射計測定で放射照度８０〜１００ｍＷ／ｃｍ２（０．８〜１ＳＵＮ）の時に、モジュールのガラス基板面への太陽光の入射角度が８０度以上となるようにモジュールを設置して１分間放置した。このようなホットスポット試験は、遮光されるセルを替えながら１つのモジュールについて１０回行われた。その後、ガラス基板面側から見て概ね黒色のセル面の外観が灰色または白色に変色した点の発生の有無が観察された。なお、ホットスポット試験時の気温は１５〜３０℃であった。
【０１５５】
このホットスポット試験を行った結果、実施例１２の集積型薄膜光電変換装置においては、セル面の外観において灰色または白色に変色している点が見られた。これに対して、実施例１３〜１６の集積型薄膜光電変換装置においては、セル面の外観において灰色または白色に変色している点は見られなかった。
【０１５６】
また、ホットスポット試験後の各集積型薄膜光電変換装置ついて、再度、参考実施例１の場合と同様にして光電変換特性を測定した。ホットスポット試験前後での光電変換特性を表２に示す。
【０１５７】
【表２】
0005400946.tif 000003
【０１５８】
実施例１２と実施例１３を比較すると、実施例１２の集積型薄膜光電変換装置は実施例１３の集積型薄膜光電変換装置と半導体光電変換層５の構成が等しく、ホットスポット試験前は、いずれの光電変換特性においてもほぼ同等の特性となっている。一方で、実施形態２Ｂにかかる実施例１３の集積型薄膜光電変換装置は、バイパスダイオード機能を有するため、ホットスポット試験後においても、セル面の外観において灰色または白色に変色している点は見られず、さらに、高い光電変換特性を維持していることがわかる。また、実施例１４、１５の集積型薄膜光電変換装置においても、実施例１３と同様のことがいえる。
【産業上の利用可能性】
【０１５９】
以上のように、本発明によれば、裏面電極層にダメージを与えることなくレーザビーム加工によって集積型薄膜光電変換装置を得ることができ、その光電変換特性を顕著に向上させることができる。また、本発明によれば、レーザビーム加工において基板側からのビーム照射のみが行なわれるので、これによっても加工精度と変換特性の改善された集積型薄膜光電変換装置を高い生産性と低いコストで得ることができる。また本発明によれば、レーザ光吸収層にダイオード機能を持たせることにより、ホットスポット現象に対して信頼性の高い集積型薄膜光電変換装置を低コストで得ることができる。
【符号の説明】
【０１６０】
１ 透光性基板
２ 透明導電層
３ レーザ光吸収層
４ 裏面電極層
５ 半導体光電変換層
６ 受光面透明電極層
７ グリッド金属電極配線
ＬＢ０〜ＬＢ５ レーザビーム
Ｄ０〜Ｄ５ 分割線溝
Ａ 光電変換セル領域
Ｂ 光電変換機能領域
Ｃ ダイオード領域
【図１】
0005400946.tif 000004
【図２】
0005400946.tif 000005
【図３】
0005400946.tif 000006
【図４】
0005400946.tif 000007
【図５】
0005400946.tif 000008
【図６】
0005400946.tif 000009
【図７】
0005400946.tif 000010
【図８】
0005400946.tif 000011
【図９】
0005400946.tif 000012
【図１０】
0005400946.tif 000013
【図１１】
0005400946.tif 000014